RU2322531C2 - Steel and tools for cold metalworking - Google Patents

Steel and tools for cold metalworking Download PDF

Info

Publication number
RU2322531C2
RU2322531C2 RU2004134332/02A RU2004134332A RU2322531C2 RU 2322531 C2 RU2322531 C2 RU 2322531C2 RU 2004134332/02 A RU2004134332/02 A RU 2004134332/02A RU 2004134332 A RU2004134332 A RU 2004134332A RU 2322531 C2 RU2322531 C2 RU 2322531C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
maximum
cold working
working according
hardness
Prior art date
Application number
RU2004134332/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004134332A (en
Inventor
Одд САНДБЕРГ (SE)
Одд САНДБЕРГ
Берье ЙОХАНССОН (SE)
Берье ЙОХАНССОН
Original Assignee
Уддехольм Тулинг Актиеболаг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE0201799A external-priority patent/SE522475C2/en
Priority claimed from SE0300200A external-priority patent/SE0300200D0/en
Application filed by Уддехольм Тулинг Актиеболаг filed Critical Уддехольм Тулинг Актиеболаг
Publication of RU2004134332A publication Critical patent/RU2004134332A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2322531C2 publication Critical patent/RU2322531C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/54Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008Martensite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0068Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy; making steels for cold metalworking.
SUBSTANCE: proposed steel contains the following constituents, mass-%: C, 0.60-0.85; (Si+Al),from trace amount to 0.3; Mn, 0.1-2.0; Cr, 4.5-5.5; Mo, 1.5-2.6; W, 1.0 max.; V, 0.42-0.65; Nb, Ti and Zr, 0.1 max. each; the remainder being iron and unavoidable admixtures. Steel contains in essence no primary carbides and possesses after hardening and high-temperature tempering at temperature of 500-600°C harness ranging from Rockwell C 57 to 63. Steel possesses high mechanical properties. Tools made from this steel have constant sizes at heat treatment, high fatigue durability and good machinability.
EFFECT: enhanced durability and machinability.
31 cl, 7 dwg, 7 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к стали для холодной обработки, т.е. к стали, предназначенной для применения в случае обработки материалов в их холодном состоянии. Пуансоны и штампы для холодной штамповки и прочие инструменты для холодного прессования, инструменты для холодной экструзии и резьбонакатные плашки, а также режущий инструмент, например ножи, такие как разделяющие ножи для резки полос, дисковые ножи и подобные им, представляют собой типичные примеры применения такой стали. Изобретение также относится к применению стали для производства инструментов, используемых при холодной обработке, а также к инструментам, изготовленным из этой стали.The invention relates to steel for cold working, i.e. to steel intended for use in the case of processing materials in their cold state. Punches and dies for cold stamping and other tools for cold pressing, tools for cold extrusion and thread rolling dies, as well as cutting tools, such as knives, such as separating knives for cutting strips, circular knives and the like, are typical examples of the use of such steel . The invention also relates to the use of steel for the production of tools used in cold working, as well as to tools made from this steel.

Предпосылки изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Целью изобретения является сталь для холодной обработки, которую можно среди прочего применять для указанных выше приложений и которая, таким образом, должна обладать следующими свойствами:The aim of the invention is steel for cold working, which can be used, inter alia, for the above applications and which, therefore, should have the following properties:

- хорошей пластичностью/ударной вязкостью;- good ductility / impact strength;

- хорошей прокаливаемостью, позволяющей осуществлять сквозную закалку применительно к традиционной закалке в вакуумной печи изделий толщиной по меньшей мере 300 мм;- good hardenability, allowing through hardening in relation to traditional hardening in a vacuum furnace of products with a thickness of at least 300 mm;

- соответствующей твердостью, по меньшей мере твердостью 60 по шкале С Роквелла, после закалки и высокотемпературного отпуска, что придает высокое сопротивление пластической деформации и, что касается по меньшей мере некоторых применений стали, также соответствующей стойкостью к износу в отсутствие азотирования или покрытия поверхности карбидом титана и/или нитридом титана, или подобными им средствами, например, посредством методик химического осаждения из газовой фазы или нанесения покрытия осаждением из паров;- corresponding hardness, at least 60 Rockwell C hardness, after quenching and high temperature tempering, which gives high resistance to plastic deformation and, as for at least some steel applications, also corresponding wear resistance in the absence of nitriding or coating of the surface with titanium carbide and / or titanium nitride, or the like, for example, by chemical vapor deposition or vapor deposition coating techniques;

- хорошим сопротивлением отпуску, чтобы позволить осуществить азотирование или покрытие поверхности карбидом титана и/или нитридом титана, или подобными им, посредством, например, любой из указанных методик без снижения твердости материала в случае применений, которые требуют особенно высокой стойкости инструмента к износу.- good tempering resistance to allow nitriding or coating of the surface with titanium carbide and / or titanium nitride, or the like, for example, using any of these methods without reducing the hardness of the material in the case of applications that require a particularly high wear resistance of the tool.

Другими важными свойствами продукта являются:Other important product features are:

- хорошее постоянство размеров при тепловой обработке;- good dimensional stability during heat treatment;

- высокая усталостная долговечность;- high fatigue life;

- хорошая шлифуемость, обрабатываемость, электроискровая обрабатываемость и полируемость.- good grindability, machinability, electric spark machinability and polishability.

Более точно целью изобретения является сталь для матриц, которую можно применять для указанных выше приложений, т.е. такая сталь, которая по существу не содержит первичных карбидов и которая в условиях службы имеет основу, состоящую из мартенсита отпуска.More precisely, the aim of the invention is steel for dies, which can be used for the above applications, i.e. such steel, which essentially does not contain primary carbides and which under service conditions has a base consisting of tempering martensite.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Указанные выше цели и особенности можно реализовать посредством стали, отличительные признаки которой изложены в прилагаемой формуле изобретения.The above objectives and features can be realized by means of steel, the distinguishing features of which are set forth in the attached claims.

Что касается отдельных элементов этого стального сплава и их взаимного влияния, то действительно изложенное ниже.As for the individual elements of this steel alloy and their mutual influence, it is really stated below.

Как указано выше, сталь по изобретению не должна содержать первичных карбидов, или содержать лишь чрезвычайно низкое их количество, т.е. сталь должна по существу быть свободной от первичных карбидов, но, тем не менее, обладать стойкостью к износу, приемлемой для большинства ее применений. Это может быть достигнуто при помощи адекватной твердости в интервале 57-63 по шкале С Роквелла, предпочтительно твердости от 60 до 62 по шкале С Роквелла, в условиях закалки и высокотемпературного отпуска стали, и при этом сталь должна иметь хорошую ударную вязкость. Для достижения этого сталь содержит углерод и ванадий в хорошо сбалансированных количествах. Так, сталь содержит по меньшей мере 0,60%, предпочтительно по меньшей мере 0,63% и более предпочтительно по меньшей мере 0,68% С. Дополнительно сталь должна содержать по меньшей мере 0,30%, предпочтительно по меньшей мере 0,35% и более предпочтительно по меньшей мере 0,42% V. Это позволяет стали в закаленном и отпущенном состоянии содержать в мартенситной основе достаточное количество углерода в твердом состоянии, чтобы придавать основе указанную твердость, а также позволяет образовываться в основе стали адекватному количеству вторично осажденных, очень мелких, повышающих твердость карбидов ванадия. Кроме того, очень мелкие первично осажденные карбиды ванадия присутствуют в стали, что вносит свой вклад в предотвращение роста зерен при тепловой обработке. Любые другие карбиды, кроме карбидов ванадия, не должны существовать. Чтобы реализовать указанные условия, сталь не должна содержать более 0,85%, предпочтительно содержать максимум 0,80%, более предпочтительно максимум 0,78% С, а количество ванадия может достигать максимум 0,65% предпочтительно максимум 0,60% и более предпочтительно максимум 0,55%. Номинально сталь содержит 0,72% С и 0,50% V. Содержание углерода в твердом растворе в закаленной и подвергнутой высокотемпературному отпуску стали номинально составляет приблизительно 0,67%.As indicated above, the steel according to the invention should not contain primary carbides, or contain only an extremely low amount thereof, i.e. steel should essentially be free of primary carbides, but nevertheless have a wear resistance acceptable for most of its applications. This can be achieved by using adequate hardness in the range of 57-63 on the Rockwell scale C, preferably hardness from 60 to 62 on the Rockwell scale C, under conditions of hardening and high-temperature tempering of steel, and the steel should have good toughness. To achieve this, steel contains carbon and vanadium in well-balanced amounts. Thus, the steel contains at least 0.60%, preferably at least 0.63%, and more preferably at least 0.68% C. Additionally, the steel should contain at least 0.30%, preferably at least 0, 35% and more preferably at least 0.42% V. This allows the steel in the quenched and tempered state to contain in the martensitic base sufficient carbon in the solid state to impart the specified hardness to the base, and also allows an adequate amount of secondary precipitation to form in the steel base ouch n small, increasing the hardness of vanadium carbides. In addition, very small primary precipitated vanadium carbides are present in steel, which contributes to the prevention of grain growth during heat treatment. Any carbides other than vanadium carbides should not exist. To realize these conditions, the steel should not contain more than 0.85%, preferably contain a maximum of 0.80%, more preferably a maximum of 0.78% C, and the amount of vanadium can reach a maximum of 0.65%, preferably a maximum of 0.60% or more preferably a maximum of 0.55%. Nominally, the steel contains 0.72% C and 0.50% V. The carbon content of the solid solution in the quenched and subjected to high temperature tempering steel is nominally approximately 0.67%.

Кремний присутствует, по меньшей мере, в измеримых количествах в виде элемента, остаточного от производства стали, при этом его количество составляет от следовых количеств до 1,5%. Кремний, однако, понижает у стали ударную вязкость и, следовательно, не должен присутствовать в количестве свыше 1,0%, предпочтительно максимум 0,5%. Обычно кремний присутствует в минимальном количестве, по меньшей мере 0,05%. Воздействие кремния заключается в повышении активности углерода в стали и таким образом вносит свой вклад в придание стали требуемой твердости. Другим положительным влиянием кремния является то, что он может улучшать обрабатываемость стали. Таким образом, преимуществом может являться содержание кремния в стали в количестве по меньшей мере 0,1%. Номинально сталь содержит 0,2% кремния.Silicon is present, at least in measurable quantities, in the form of an element residual from steel production, and its amount is from trace amounts to 1.5%. Silicon, however, lowers the toughness of steel and, therefore, should not be present in an amount of more than 1.0%, preferably a maximum of 0.5%. Typically, silicon is present in a minimum amount of at least 0.05%. The effect of silicon is to increase the activity of carbon in steel and thus contributes to giving the steel the required hardness. Another positive effect of silicon is that it can improve the workability of steel. Thus, an advantage may be the silicon content in the steel in an amount of at least 0.1%. Nominally, steel contains 0.2% silicon.

Алюминий до некоторой степени может оказывать влияние такое же или подобное влиянию кремния по меньшей мере в случае стали данного типа. Оба элемента при производстве стали можно применять в качестве агентов окисления. Оба они являются ферритообразующими элементами и могут обеспечивать в основе стали эффект твердения растворением (dissolution hardening effect). Таким образом, кремний можно частично замещать алюминием вплоть до максимального количества 1,0%. Алюминий в стали, однако, приводит к необходимости очень хорошего раскисления стали и очень низкого содержания азота, так как в противном случае будут образовываться оксиды алюминия и нитриды алюминия, что значительно понизит пластичность/ударную вязкость стали. Таким образом, сталь не должна обычно содержать более чем максимум 1,0% Al, предпочтительно максимум 0,3%. В предпочтительном воплощении изобретения сталь содержит максимум 0,1% и наиболее предпочтительно максимум 0,03% Al.To some extent, aluminum can have the same or similar effect as silicon, at least in the case of this type of steel. Both elements in the production of steel can be used as oxidation agents. Both of them are ferrite-forming elements and can provide the dissolution hardening effect at the base of steel. Thus, silicon can be partially replaced by aluminum up to a maximum amount of 1.0%. The aluminum in the steel, however, necessitates a very good deoxidation of the steel and a very low nitrogen content, since otherwise aluminum oxides and aluminum nitrides will form, which will significantly reduce the ductility / toughness of the steel. Thus, the steel should not usually contain more than a maximum of 1.0% Al, preferably a maximum of 0.3%. In a preferred embodiment of the invention, the steel contains a maximum of 0.1% and most preferably a maximum of 0.03% Al.

Марганец, хром и молибден должны находиться в стали в количествах, достаточных для придания стали адекватной прокаливаемости. Марганец также обладает свойством связывания чрезвычайно низких количеств серы, которая может присутствовать в стали, с образованием сульфидов марганца. Таким образом, содержание марганца должно составлять 0,1-2,0%, предпочтительно, 0,2-1,5%. Более предпочтительно сталь содержит по меньшей мере 0,25%, но максимум 1,0% марганца. Номинальное количество марганца составляет 0,50%.Manganese, chromium and molybdenum must be present in the steel in quantities sufficient to give the steel adequate hardenability. Manganese also has the property of binding extremely low amounts of sulfur, which may be present in steel, to form manganese sulfides. Thus, the manganese content should be 0.1-2.0%, preferably 0.2-1.5%. More preferably, the steel contains at least 0.25%, but a maximum of 1.0% manganese. The nominal amount of manganese is 0.50%.

Для придания стали требуемой прокаливаемости хром должен присутствовать в количестве минимум 3,0%, предпочтительно по меньшей мере 4,0% и более предпочтительно по меньшей мере 4,5%, если сталь содержит марганец и хром в количествах, типичных для стали. Максимально сталь может содержать 7,0%, предпочтительно максимум 6,0% и более предпочтительно максимум 5,5% хрома.To impart the required hardenability to steel, chromium must be present in an amount of at least 3.0%, preferably at least 4.0%, and more preferably at least 4.5%, if the steel contains manganese and chromium in amounts typical of steel. The maximum steel may contain 7.0%, preferably a maximum of 6.0% and more preferably a maximum of 5.5% chromium.

Для придания стали требуемой прокаливаемости, также для придания стали требуемого вторичного твердения, вместе с хромом, находящимся на первом месте, также должен присутствовать в стали молибден в адекватном количестве. Молибден в слишком больших количествах, однако, способствует осаждению М6С карбидов, которые предпочтительно должны отсутствовать в стали. Из-за этого сталь предпочтительно должна содержать по меньшей мере 1,5%, но максимум 4,0% молибдена. Предпочтительно сталь содержит по меньшей мере 1,8%, но максимум 3,2% молибдена, более предпочтительно по меньшей мере 2,1%, но максимум 2,6% Мо, в противном случае сталь будет содержать нежелательные М6С-карбиды вместо и/или в дополнение к нужному количеству МС-карбидов. В принципе для достижения требуемой прокаливаемости молибден можно частично или полностью заменить вольфрамом, но его требуется вдвое больше, чем молибдена, что является существенным недостатком. Кроме того, переработка любого скрапа, который получается в связи с производством стали, является трудоемкой, если сталь содержит значительные количества вольфрама. Следовательно, вольфрам не должен присутствовать в стали в количестве более максимум 1,0%, предпочтительно максимум 0,3%, более предпочтительно максимум 0,1%. Лучше всего, чтобы сталь вовсе не содержала специально добавленного вольфрама, который, в соответствии с наиболее предпочтительным осуществлением настоящего изобретения, может находиться в стали только в качестве примеси, в виде остаточного элемента, попадающего вместе с сырьем, используемым для изготовления стали.To give the steel the required hardenability, and also to give the steel the required secondary hardening, together with chromium, which is in the first place, molybdenum must also be present in the steel in an adequate amount. Too much molybdenum, however, promotes the precipitation of M6C carbides, which should preferably be absent in steel. Because of this, the steel should preferably contain at least 1.5%, but a maximum of 4.0% molybdenum. Preferably, the steel contains at least 1.8%, but a maximum of 3.2% molybdenum, more preferably at least 2.1%, but a maximum of 2.6% Mo, otherwise the steel will contain undesired M6C carbides instead and / or in addition to the right amount of MS carbides. In principle, to achieve the required hardenability, molybdenum can be partially or completely replaced with tungsten, but it requires twice as much as molybdenum, which is a significant drawback. In addition, the processing of any scrap obtained in connection with the production of steel is time consuming if the steel contains significant amounts of tungsten. Therefore, tungsten should not be present in steel in an amount of more than a maximum of 1.0%, preferably a maximum of 0.3%, more preferably a maximum of 0.1%. It is best that the steel does not contain specially added tungsten at all, which, in accordance with the most preferred embodiment of the present invention, can be present in steel only as an impurity, in the form of a residual element that enters with the raw materials used for the manufacture of steel.

Помимо указанных элементов обычно не требуется, чтобы сталь содержала какие-либо дополнительные преднамеренно добавленные легирующие элементы. Например, кобальт является элементом, который обычно не требуется для достижения сталью требуемых свойств. Однако возможно присутствие кобальта в количестве максимум 2,0%, предпочтительно максимум 0,7%, чтобы дополнительно повысить сопротивление отпуску. Однако обычно сталь содержит кобальт в количестве, не превышающем примесный уровень. Другим элементом, присутствие которого в стали не является необходимым, но который возможно может в ней присутствовать для повышения пластичности стали, является никель. Однако при слишком большом количестве никеля возникает риск образования остаточного аустенита. Таким образом, содержание никеля не должно превышать максимум 2,0%, предпочтительно максимум 1,0%, более предпочтительно максимум 0,7%. Считается, что эффективным количеством требуемого в стали никеля является количество достигающее, например 0,30-0,70%, более предпочтительно приблизительно 0,5%. В предпочтительном воплощении изобретения, если считается, что сталь в отсутствие никеля обладает достаточной пластичностью/ударной вязкостью, из соображений стоимости сталь не должна содержать никель в количествах, превышающих то его содержание, которое неизбежно содержится в стали в виде примесей никеля к сырью, т.е. содержать менее 0,30%.In addition to these elements, it is usually not required that the steel contain any additional intentionally added alloying elements. For example, cobalt is an element that is usually not required to achieve the required properties by steel. However, cobalt may be present in an amount of maximum 2.0%, preferably maximum 0.7%, to further increase tempering resistance. However, usually steel contains cobalt in an amount not exceeding the impurity level. Nickel is another element whose presence in steel is not necessary, but which may possibly be present in it to increase the ductility of steel. However, with too much nickel, there is a risk of residual austenite formation. Thus, the nickel content should not exceed a maximum of 2.0%, preferably a maximum of 1.0%, more preferably a maximum of 0.7%. It is believed that an effective amount of the nickel required in the steel is as high as, for example, 0.30-0.70%, more preferably about 0.5%. In a preferred embodiment of the invention, if it is believed that steel in the absence of nickel has sufficient ductility / toughness, for reasons of cost, the steel should not contain nickel in amounts exceeding that which is inevitably contained in steel in the form of nickel impurities to raw materials, i.e. e. contain less than 0.30%.

Далее, сама по себе сталь может возможно быть легирована небольшими количествами других элементов для улучшения разнообразных свойств стали, например прокаливаемости, или для содействия ее получению. Например, возможно легирование стали бором в количестве приблизительно до 30 млн ч. для повышения пластичности стали в горячем состоянии.Further, the steel itself may possibly be alloyed with small amounts of other elements to improve the various properties of the steel, such as hardenability, or to facilitate its production. For example, it is possible to alloy steel with boron in an amount of up to about 30 million hours to increase the ductility of steel in a hot state.

С другой стороны, прочие элементы явно не требуются. Так, сталь не содержит никаких иных, кроме ванадия, сильных карбидообразующих элементов. Ниобий, титан и цирконий, например, явно не требуются. Их карбиды являются более стабильными, чем карбид ванадия, и для их растворения при операции закалки требуется более высокая температура, чем в случае карбида ванадия. Так, карбиды ванадия начинают растворяться при 1000°С и фактически полностью растворяются при 1100°С, а карбиды ниобия не начинают растворяться вплоть до температуры приблизительно 1050°С. Карбиды титана и карбиды циркония являются еще более устойчивыми и не начинают растворяться до достижения температуры свыше 1200°С, при этом они не растворяются полностью вплоть до расплавленного состояния стали. Сильные карбидо- и нитридообразующие элементы, отличные от ванадия, в частности титан, цирконий и ниобий, таким образом не должны присутствовать в стали в количестве свыше 0,1%, предпочтительно максимум 0,03%, более предпочтительно максимум 0,010%. Наиболее предпочтительно, чтобы сталь содержала максимум 0,005% каждого из указанных элементов. Также содержание в стали фосфора, серы, азота и кислорода поддерживают на очень низком уровне, чтобы довести до максимума пластичность и ударную вязкость стали. Так, фосфор может присутствовать в виде неизбежной примеси в максимальном количестве 0,035%, предпочтительно максимум 0,015%, более предпочтительно максимум 0,010%. Кислород может присутствовать в максимальном количестве 0,0020% (20 млн ч.), предпочтительно максимум 0,0015% (15 млн ч.), более предпочтительно максимум 0,0010% (10 млн ч.). Азот может присутствовать в максимальном количестве 0,030%, предпочтительно максимум 0,015%, более предпочтительно максимум 0,010%.On the other hand, other elements are clearly not required. So, steel does not contain any other, except vanadium, strong carbide-forming elements. Niobium, titanium and zirconium, for example, are clearly not required. Their carbides are more stable than vanadium carbide, and their dissolution during the quenching operation requires a higher temperature than in the case of vanadium carbide. Thus, vanadium carbides begin to dissolve at 1000 ° C and practically completely dissolve at 1100 ° C, and niobium carbides do not begin to dissolve up to a temperature of approximately 1050 ° C. Titanium carbides and zirconium carbides are even more stable and do not begin to dissolve until they reach temperatures above 1200 ° C, while they do not completely dissolve until the molten state of the steel. Strong carbide and nitride forming elements other than vanadium, in particular titanium, zirconium and niobium, should therefore not be present in steel in an amount of more than 0.1%, preferably a maximum of 0.03%, more preferably a maximum of 0.010%. Most preferably, the steel contains a maximum of 0.005% of each of these elements. Also, the content of phosphorus, sulfur, nitrogen and oxygen in the steel is kept very low in order to maximize the ductility and toughness of the steel. Thus, phosphorus may be present as an inevitable impurity in a maximum amount of 0.035%, preferably a maximum of 0.015%, more preferably a maximum of 0.010%. Oxygen may be present in a maximum amount of 0.0020% (20 ppm), preferably a maximum of 0.0015% (15 ppm), more preferably a maximum of 0.0010% (10 ppm). Nitrogen may be present in a maximum amount of 0.030%, preferably a maximum of 0.015%, more preferably a maximum of 0.010%.

Если сталь не сульфурировали для повышения ее обрабатываемости, то сталь содержит максимум 0,03% серы, предпочтительно максимум 0,010% S, более предпочтительно максимум 0,003% (30 млн ч.) серы. Однако можно улучшить обрабатываемость стали путем намеренного добавления серы в количестве свыше 0,03%, предпочтительно свыше 0,10%, но максимум 0,30% серы. Если сталь сульфурировали, она может сама по себе, как это известно, содержать также 5-75 млн ч. Са и 50-100 млн ч. кислорода, предпочтительно 5-50 млн ч. Са и 60-90 млн ч. кислорода.If the steel is not sulfonated to increase its workability, the steel contains a maximum of 0.03% sulfur, preferably a maximum of 0.010% S, more preferably a maximum of 0.003% (30 ppm) sulfur. However, it is possible to improve the workability of steel by intentionally adding sulfur in an amount in excess of 0.03%, preferably in excess of 0.10%, but a maximum of 0.30% sulfur. If the steel is sulfonated, it can itself, as is known, also contain 5-75 million parts of Ca and 50-100 million parts of oxygen, preferably 5-50 million parts of Ca and 60-90 million parts of oxygen.

При производстве стали получают слитки или заготовки массой свыше 100 кг, предпочтительно до 10 т, и толщиной свыше приблизительно 200 мм, предпочтительно по меньшей мере до 300 или 350 мм. Предпочтительно при традиционном металлургическом производстве через расплав получают слитки путем литья, более предпочтительно сифонной разливкой. Непрерывную разливку также можно проводить при условии, что за ней следует переплавка на требуемый размер, указанный выше, например посредством электрошлакового переплава (ЭШП). Порошковая металлургия и распылительная штамповка представляют собой чрезмерно дорогостоящие способы и не дают никаких преимуществ в отношении стоимости. Полученные слитки обрабатывают в горячем состоянии в требуемый размер, при этом литая структура также разрушается.In the manufacture of steel, ingots or billets are obtained, weighing more than 100 kg, preferably up to 10 tons, and a thickness exceeding about 200 mm, preferably at least 300 or 350 mm. Preferably, in conventional metallurgical production, ingots are obtained by melt casting, more preferably siphon casting. Continuous casting can also be carried out provided that it is followed by remelting to the required size specified above, for example by electroslag remelting (ESR). Powder metallurgy and spray stamping are extremely costly methods and offer no cost advantages. The obtained ingots are processed hot in the required size, while the cast structure is also destroyed.

Структура материала, обработанного в горячем состоянии, может быть нормализована различным образом путем тепловой обработки, чтобы оптимизировать однородность материала, например гомогенизацией при высокой температуре, предпочтительно при 1200-1300°С. Производитель обычно поставляет сталь потребителю в состоянии после смягчающего отжига с твердостью приблизительно 200-230 по Бринеллю, обычно твердостью 210-220 по Бринеллю. Инструменты обычно изготавливают путем механической обработки стали, подвергнутой смягчающему отжигу, но также можно в числе прочего изготавливать инструменты традиционной механической обработкой или электроискровой обработкой закаленной и отпущенной стали.The structure of the material processed in the hot state can be normalized in various ways by heat treatment in order to optimize the homogeneity of the material, for example by homogenization at high temperature, preferably at 1200-1300 ° C. The manufacturer typically delivers the steel to the consumer in a state after softening annealing with a hardness of approximately 200-230 Brinell, typically a hardness of 210-220 Brinell. Tools are usually made by machining steel subjected to soft annealing, but it is also possible, among other things, to make tools by traditional machining or electric spark treatment of hardened and tempered steel.

Тепловую обработку изготовленных инструментов обычно проводит потребитель, предпочтительно в вакуумной печи, закалкой от температуры между 950-110°С, более предпочтительно при 1020-1050°С, для полного растворения присутствующих карбидов в течение от 15 минут до 2 часов, предпочтительно в течение 15-60 минут, с последующим охлаждением до 20-70°С и высокотемпературным отпуском при 500-600°С, более предпочтительно при 520-560°С.The heat treatment of the manufactured tools is usually carried out by the consumer, preferably in a vacuum oven, quenching from a temperature between 950-110 ° C, more preferably at 1020-1050 ° C, to completely dissolve the carbides present within 15 minutes to 2 hours, preferably within 15 -60 minutes, followed by cooling to 20-70 ° C and high-temperature tempering at 500-600 ° C, more preferably at 520-560 ° C.

В состоянии после смягчающего отжига сталь имеет ферритную основу, состоящую из равномерно распределенных мелких карбидов, тип которых может быть различным. В закаленном и отпущенном состоянии сталь имеет основу из мартенсита отпуска. Известными теоретическими расчетными методами рассчитано, что сталь в равновесном состоянии содержит приблизительно 0,6% МС-карбидов. При высокотемпературном отпуске достигается дополнительное осаждение МС-карбидов, что придает стали требуемую твердость. Эти карбиды имеют размер менее микрона. Поэтому количество этих карбидов нельзя установить стандартной микроскопией. При излишнем возрастании температуры МС-карбиды становятся более крупными и нестабильными, что способствует образованию быстро растущих карбидов хрома, что является нежелательным. По этой причине в случае состава стали, отвечающего составу по изобретению, важно осуществлять отпуск при указанной выше температуре и выдерживать требуемое время.In the state after softening annealing, the steel has a ferritic base consisting of uniformly distributed small carbides, the type of which can be different. In the quenched and tempered state, the steel has a martensite base. Known theoretical calculation methods calculated that the steel in equilibrium contains approximately 0.6% MS-carbides. During high temperature tempering, additional deposition of MS carbides is achieved, which gives the steel the required hardness. These carbides are less than microns in size. Therefore, the amount of these carbides cannot be determined by standard microscopy. With an excessive temperature increase, MS carbides become larger and more unstable, which contributes to the formation of rapidly growing chromium carbides, which is undesirable. For this reason, in the case of the composition of the steel corresponding to the composition according to the invention, it is important to carry out tempering at the above temperature and withstand the required time.

Дополнительные признаки и аспекты изобретения станут очевидными из прилагаемой формулы изобретения и последующего описания проведенных экспериментов, а также из прилагаемых чертежей.Additional features and aspects of the invention will become apparent from the attached claims and the subsequent description of the experiments, as well as from the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

При описании проведенных экспериментов производили ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:In the description of the experiments made links to the accompanying drawings, in which:

Фиг.1-Фиг.5 относятся к исследованиям сталей, полученных в лабораторном масштабе.Figure 1-Figure 5 relate to studies of steels obtained on a laboratory scale.

На Фиг.1 приведены зависимости, иллюстрирующие влияние температуры отпуска на исследуемые стали.Figure 1 shows the dependencies illustrating the effect of tempering temperature on the studied steel.

На Фиг.2 иллюстрирована прокаливаемость исследуемых сталей.Figure 2 illustrates the hardenability of the studied steels.

На Фиг.3 проиллюстрирована пластичность, исчисленная в единицах ударной вязкости исследуемых материалов в зависимости от твердости образцов, закаленных в вакуумной печи при различном времени охлаждения.Figure 3 illustrates the ductility, calculated in units of the toughness of the studied materials, depending on the hardness of the samples hardened in a vacuum furnace at different cooling times.

На Фиг.4 приведена гистограмма, показывающая пластичность и твердость исследуемых сталей после специфической тепловой обработки.Figure 4 shows a histogram showing the ductility and hardness of the studied steels after specific heat treatment.

На Фиг.5 приведена гистограмма, показывающая пластичность в горячем состоянии исследуемых сталей, соответственно в литом и кованом состоянии стали.Figure 5 shows a histogram showing the hot ductility of the studied steels, respectively, in the cast and forged steel condition.

Фиг.6 и Фиг.7 относятся к исследованиям сталей, произведенных в промышленном масштабе, причем на Фиг.6 проиллюстрирована пластичность образцов исследуемых сталей, отобранных в различных местах изготовленных прутков, а на Фиг.7 показана микроструктура стали по изобретению после тепловой обработки.Fig.6 and Fig.7 relate to studies of steels produced on an industrial scale, and Fig.6 illustrates the ductility of the samples of the studied steels taken in various places of the manufactured rods, and Fig.7 shows the microstructure of the steel according to the invention after heat treatment.

Описание проведенных испытанийTest Description

Испытания в лабораторном масштабеLaboratory scale tests

МатериалыMaterials

Было изготовлено четыре стальных сплава в форме лабораторных слитков массой 50 кг. Химический состав приведен в таблице 1. Из-за ограничений, накладываемых при производстве, содержание серы не удалось поддерживать на требуемом уровне. Содержание кислорода и примесей, помимо указанных в таблице, не определяли. Применяли следующую последовательность операций способа: гомогенизация в течение 10 часов в воздушной среде при 1270°С, ковка до размера 60×60 мм, регенерационная обработка в условиях 1050°С/2 ч/ воздух, смягчающий отжиг при 850°С/2ч, охлаждение при 10°С/ч до 600°С и затем естественное охлаждение на воздухе.Four steel alloys were manufactured in the form of laboratory ingots weighing 50 kg. The chemical composition is shown in table 1. Due to the restrictions imposed by production, the sulfur content could not be maintained at the required level. The oxygen content and impurities, in addition to those indicated in the table, were not determined. The following process steps were used: homogenization for 10 hours in air at 1270 ° C, forging to a size of 60 × 60 mm, regeneration treatment at 1050 ° C / 2 h / air, softening annealing at 850 ° C / 2 h, cooling at 10 ° C / h to 600 ° C and then natural cooling in air.

Таблица 1
Химический состав материалов, изготовленных в лабораторном масштабе, в мас.%
Table 1
The chemical composition of materials manufactured on a laboratory scale, in wt.%
СтальSteel СFROM SiSi MnMn РR SS CrCr МоMo VV Ti (млн ч)Ti (million h) Nb (млн ч)Nb (million h) OO N (млн ч)N (million h) ОстатокThe remainder 1one 0,680.68 0,870.87 0,650.65 0,0050.005 0,0060.006 2,822.82 2,342,34 0,520.52 3333 <10<10 Н.а.On. 14fourteen Fe + примесиFe + impurities 22 0,680.68 0,190.19 0,390.39 0,0040.004 0,0060.006 4,934.93 2,372,37 0,370.37 2929th <10<10 Н.а.On. 2828 Fe + примесиFe + impurities 33 0,710.71 0,900.90 0,490.49 0,0040.004 0,0060.006 5,095.09 2,362,36 0,560.56 3939 <10<10 Н.а.On. 1919 Fe + примесиFe + impurities 4four 0,630.63 1,381.38 0,350.35 0,0070.007 0,0060.006 4,254.25 2,872.87 1,811.81 4242 <10<10 Н.а.On. 18eighteen Fe + примесиFe + impurities Н.а. - не анализировалиOn. - not analyzed Таблица 8
Химический состав материалов, изготовленных в промышленном масштабе, в мас.% (S, В и О в млн ч.), остаток составляют Fe и примеси
Table 8
The chemical composition of materials manufactured on an industrial scale, in wt.% (S, B and O in million hours), the remainder is Fe and impurities
СтальSteel СFROM SiSi MnMn РR SS CrCr NiNi МоMo WW СоWith VV TiTi MbMb CuCu AlAl NN ВAT OO 1010 0,710.71 0,190.19 0,490.49 0,0090.009 66 4,964.96 0,070,07 2,282.28 0,0030.003 0,0100.010 0,500.50 0,00160.0016 0,0010.001 0,0620,062 0,0170.017 0,0110.011 1010 77 11eleven 0,710.71 0,190.19 0,490.49 0,0090.009 88 4,984.98 0,070,07 2,302,30 0,0030.003 0,0110.011 0,500.50 0,00150.0015 0,0010.001 0,0320,032 0,0150.015 0,0110.011 1010 55 1212 0,740.74 0,990.99 0,760.76 0,0070.007 1010 2,552,55 0,060.06 2,092.09 0,010.01 0,010.01 0,500.50 0,0030.003 0,010.01 0,070,07 0,0370,037 0,0070.007 30thirty 88

Указанные выше материалы исследовали с целью сравнения их твердости после смягчающего отжига, микроструктуры после различного вида тепловой обработки, твердости после закалки и отпуска, прокаливаемости, ударной вязкости, стойкости к износу и пластичности в горячем состоянии. Описание этих исследований приведено далее. Кроме того, были проведены теоретические равновесные расчеты согласно методике термодинамического расчета (Thermo-Calc) для оценки содержания растворенного углерода и карбидной фракции при указанной температуре для сталей, целевой состав которых приведен в таблице 2.The above materials were investigated in order to compare their hardness after soft annealing, microstructure after various types of heat treatment, hardness after hardening and tempering, hardenability, impact strength, wear resistance and hot ductility. These studies are described below. In addition, theoretical equilibrium calculations were carried out according to the method of thermodynamic calculation (Thermo-Calc) to assess the content of dissolved carbon and carbide fraction at the indicated temperature for steels, the target composition of which is given in table 2.

Таблица 2
Химический состав термодинамически изученных сплавов, в мас.%
table 2
The chemical composition of thermodynamically studied alloys, in wt.%
СтальSteel СFROM SiSi MnMn РR SS CrCr МоMo VV 55 0,720.72 1,001.00 0,750.75 0,020.02 0,0050.005 2,602.60 2,252.25 0,500.50 66 0,710.71 0,200.20 0,500.50 0,020.02 0,0050.005 5,005.00 2,302,30 0,550.55 77 0,740.74 1.001.00 0,500.50 0,020.02 0,0050.005 5,005.00 2,302,30 0,550.55 88 0,650.65 1,501,50 0,400.40 0,020.02 0,0050.005 4,204.20 2,802.80 1,801.80

Содержание растворенного углерода при температуре аутенизации, ТА, и объемное содержание (об.%) МС при ТА приведены ниже в таблице 3.The dissolved carbon content at the autenization temperature, T A , and the volumetric content (vol.%) Of MS at T A are shown in Table 3 below.

Таблица 3Table 3 ТА (°С)T A (° C) % С при ТА % C at T A об.% МС при ТА vol.% MS at T A 55 1050/30 мин1050/30 min 0,630.63 1,011.01 66 1050/30 мин1050/30 min 0,650.65 0,720.72 77 1050/30 мин1050/30 min 0,640.64 1,041,04 88 1150/10 мин1150/10 min 0,380.38 2,872.87

Твердость после смягчающего отжигаHardness after soft annealing

Твердость после смягчающего отжига, твердость по Бринеллю (ТБ), исследуемых сплавов 1-4 приведена в таблице 4.The hardness after soft annealing, the Brinell hardness (TB) of the studied alloys 1-4 are shown in table 4.

Таблица 4
Твердость после смягчающего отжига
Table 4
Hardness after soft annealing
СтальSteel Твердость (ТБ)Hardness (TB) 1one 218218 22 208208 33 217217 4four 222222

МикроструктураMicrostructure

Микроструктуру исследовали в состоянии смягчающего отжига после тепловой обработки до твердости 60-61 по шкале С Роквелла. Эти исследования свидетельствуют, что микроструктура в закаленном и отпущенном состоянии состоит из мартенсита отпуска. Первичные карбиды обнаружены только в стали 4. Эти карбиды относятся к МС-типу. Ни в одном из сплавов не было обнаружено карбидов, нитридов и/или карбонитридов титана.The microstructure was investigated in a softening annealing state after heat treatment to a hardness of 60-61 on the Rockwell C scale. These studies indicate that the microstructure in the quenched and tempered state consists of tempering martensite. Primary carbides were found only in steel 4. These carbides are of the MS type. In none of the alloys were titanium carbides, nitrides and / or carbonitrides found.

Закалка и отпускQuenching and vacation

Стали 1-3 подвергали аустенизации при 1050°С/30 мин, а сталь 4 аустенировали при 1150°С/10 мин, охлаждали на воздухе до температуры окружающей среды и отжигали дважды по 2 часа при различных температурах отпуска. Влияние температуры отпуска на твердость показано на Фиг.1. Откуда видно, что сталям 2 и 3 в принципе можно придать требуемую твердость после высокотемпературного отпуска при 500-600°С, предпочтительно при 520-560°С, более предпочтительно при 520-540°С. В случае сталей 2 и 3 оптимальных значений с точки зрения максимальной твердости достигают посредством отпуска при температуре приблизительно 525°С. Это особенно важно для сталей, предназначенных для матриц, поскольку для получения нужной стойкости к износу применительно к определенным инструментам требуется азотирование или покрытие поверхности при температуре порядка 500°С или выше. При этих температурах, таким образом, достигают значительного вторичного твердения благодаря осаждению МС-карбидов. Из графика, приведенного на Фиг.1, следует, что твердость свыше 60 по шкале С Роквелла обеспечивается отпуском даже приблизительно при 580°С, что является преимуществом, поскольку позволяет осуществлять нанесение поверхностного покрытия в достаточно широком интервале температур и при этом не происходит существенного снижения твердости инструмента. Если требуется более высокая твердость, в сплав следует добавлять больше углерода и карбидообразующего элемента. Это, однако, может привести к риску образования первичных карбидов, которые нельзя растворить при отжиге. Указанное проиллюстрировано на примере стали 4, для которой требуется очень высокая температура аустенизации, что имеет ряд недостатков - осуществление требования нестандартной технологии закалки производителем инструмента, напряжения при закалке, изменение размеров и возможность растрескивания.Steel 1-3 was austenitized at 1050 ° C / 30 min, and steel 4 was austenitized at 1150 ° C / 10 min, cooled in air to ambient temperature and annealed twice for 2 hours at various tempering temperatures. The effect of tempering temperature on hardness is shown in FIG. It can be seen that steels 2 and 3 can, in principle, be given the required hardness after high temperature tempering at 500-600 ° C, preferably at 520-560 ° C, more preferably at 520-540 ° C. In the case of steels 2 and 3, optimum values from the point of view of maximum hardness are achieved by tempering at a temperature of approximately 525 ° C. This is especially important for steels designed for dies, since nitriding or surface coating at temperatures of the order of 500 ° C or higher is required to obtain the necessary wear resistance for certain tools. At these temperatures, significant secondary hardening is thus achieved due to the precipitation of MS carbides. From the graph shown in Figure 1, it follows that a hardness of more than 60 on the Rockwell scale C is provided by tempering even at approximately 580 ° C, which is an advantage because it allows the application of a surface coating in a sufficiently wide temperature range and there is no significant reduction tool hardness. If higher hardness is required, more carbon and a carbide forming element should be added to the alloy. This, however, can lead to the risk of the formation of primary carbides, which cannot be dissolved during annealing. The above is illustrated by the example of steel 4, which requires a very high austenitization temperature, which has a number of drawbacks - the implementation of the requirements of non-standard technology of hardening by the tool manufacturer, hardening stress, resizing and the possibility of cracking.

ПрокаливаемостьHardenability

Сравнение прокаливаемости исследуемых сплавов 1-4 приведено на Фиг.2 путем нанесения на график данных из термокинетических диаграмм (CCT-diagrams). Из этого графика очевидно, что самой хорошей прокаливаемостью обладает сталь №2, однако по сравнению со сталью №1 и особенно по сравнению со сталью №4 сталь №3 имеет также более хорошие условия образования мартенсита при медленном охлаждении стали от температуры аустенизации.A comparison of the hardenability of the studied alloys 1-4 is shown in Figure 2 by plotting data from thermokinetic diagrams (CCT-diagrams). From this graph it is obvious that steel No. 2 has the best hardenability, however, compared to steel No. 1 and especially compared to steel No. 4, steel No. 3 also has better conditions for the formation of martensite during slow cooling of the steel from the austenization temperature.

ПластичностьPlastic

На Фиг.3 показана пластичность в исчислении поглощенной энергии удара в случае ненадрезанных исследуемых прутков при 20°С, закаленных в вакуумной печи при различном времени охлаждения и отпущенных до различной твердости. Самая высокая ударная вязкость при твердости свыше 60 по шкале С Роквелла получена у стали №2, однако этот эффект еще более заметен в том случае, когда твердость превышает 61 по шкале С Роквелла. Для дальнейшего анализа состояния ударной вязкости при указанной твердости стали 1-4 также сравнены на гистограмме, приведенной на Фиг.4. В этом случае стали 1-4 охлаждали от указанной выше температуры аустенизации в течение 706 секунд от 800 до 500°С и после продолжения охлаждения до комнатной температуры, стали подвергали отпуску при 525-540°С/2×2 ч. Из Фиг.4 следует, что самая высокая ударная вязкость (при условии сравнимой твердости) реализована у стали 2.Figure 3 shows the plasticity in terms of the absorbed impact energy in the case of non-notched test rods at 20 ° C, quenched in a vacuum furnace at different cooling times and tempered to different hardness. The highest toughness with a hardness of over 60 on the Rockwell C scale was obtained for steel No. 2, however, this effect is even more noticeable when the hardness exceeds 61 on the Rockwell C scale. For further analysis of the impact strength at the specified hardness of steel 1-4 are also compared on the histogram shown in Figure 4. In this case, steels 1-4 were cooled from the above austenitization temperature for 706 seconds from 800 to 500 ° C and after cooling to room temperature was continued, the steels were tempered at 525-540 ° C / 2 × 2 hours. From FIG. 4 it follows that the highest toughness (under the condition of comparable hardness) is realized in steel 2.

Пластичность в горячем состоянииHot ductility

Среди прочих характеристик параметр пластичности в горячем состоянии является важным при производстве стали с экономической точки зрения. Исследования пластичности в горячем состоянии проводят после гомогенизации в течение 10 часов в условиях 1270°С/воздух сталей в литом и кованном виде соответственно. В кованном состоянии также применяли регенерационную обработку в условиях 1050°С/2 часа и смягчающий отжиг. Время выдержки при температуре исследований составляло 4 минуты, за исключением сталей 1 и 3 в литом состоянии, и при температуре, равной или превышающей 1200°С для кованых материалов. Причиной этому служило то, что эти две стали были значительно окислены, что не позволяло осуществлять правильное измерение области сжатия. Сталь 2 с низким содержанием кремния, с другой стороны, значительно не окислялась. Эта сталь также имела более высокую пластичность в горячем состоянии, чем стали 1 и 3 в литом состоянии, а также в кованом состоянии. Для стали 2 допустима примерно на 50°С более высокая температура испытаний. Полученные результаты приведены на Фиг.5.Among other characteristics, the hot ductility parameter is important in the production of steel from an economic point of view. Hot ductility studies are carried out after homogenization for 10 hours at 1270 ° C / air in cast and forged steel, respectively. In the forged state, regeneration treatment at 1050 ° С / 2 hours and softening annealing were also used. The exposure time at the research temperature was 4 minutes, with the exception of steels 1 and 3 in the cast state, and at a temperature equal to or higher than 1200 ° C for forged materials. The reason for this was that these two steels were significantly oxidized, which prevented the correct measurement of the compression region. Low silicon steel 2, on the other hand, did not significantly oxidize. This steel also had higher ductility in the hot state than steel 1 and 3 in the cast state, as well as in the forged state. For steel 2, a test temperature of approximately 50 ° C is permissible. The results are shown in Fig.5.

Абразивный износAbrasive wear

Стойкость по отношению к износу была исследована в форме штифтодискового испытания (pin-against-disc test) с использованием SiO2 в качестве абразивного агента. Самое высокое сопротивление износу показала сталь 4. Прочие стальные сплавы были в равной степени хорошими.Wear resistance was investigated in the form of a pin-against-disc test using SiO 2 as an abrasive agent. Steel 4 showed the highest wear resistance. Other steel alloys were equally good.

Обсуждение результатовThe discussion of the results

Указанные выше результаты использовали для сравнительного изучения исследуемых сталей. В таблице 5 приведено содержание растворенного углерода (мас.%) и содержание МС-карбидов (об.%) при 1050°С в предположении достижения в этих условиях равновесного состояния в случае сталей 1-3 и 5-7, и при 1150°С в случае сталей 4 и 8. Данные для целевых составов сталей 5-8 приведены в таблице для сравнения. Видно, что сталь 2 имеет значительно более низкое содержание МС, чем запланированное их количество, поскольку содержание ванадия ниже, чем в номинальном составе стали, т.е. стали 6, содержащей 0,65 об.% МС при ТА.The above results were used for a comparative study of the studied steels. Table 5 shows the content of dissolved carbon (wt.%) And the content of MS-carbides (vol.%) At 1050 ° С under the assumption that under these conditions, an equilibrium state is reached in the case of steels 1-3 and 5-7, and at 1150 ° С in the case of steels 4 and 8. The data for the target compositions of steels 5-8 are shown in the table for comparison. It can be seen that steel 2 has a significantly lower MS content than their planned amount, since the vanadium content is lower than in the nominal steel composition, i.e. steel 6 containing 0.65 vol.% MS at T A.

Таблица 5
Содержание растворенного углерода (мас.%) и углеродной фракции (об.%) при указанной температуре аустенизации в случае исследуемых сплавов 1-4 в сравнении с целевыми составами 5-8 этих сплавов
Table 5
The content of dissolved carbon (wt.%) And carbon fraction (vol.%) At the specified austenitization temperature in the case of the studied alloys 1-4 in comparison with the target compositions of 5-8 of these alloys
СтальSteel Оптимальная ТА (°С)Optimal T A (° C) % С при ТА % C at T A % МС при ТА % MS at T A 55 1050/30 мин1050/30 min 0,640.64 0,890.89 1one 1050/30 мин1050/30 min 0,600.60 0,870.87 66 1050/30 мин1050/30 min 0,650.65 0,650.65 22 1050/30 мин1050/30 min 0,660.66 0,320.32 77 1050/30 мин1050/30 min 0,650.65 0,970.97 33 1050/30 мин1050/30 min 0,630.63 0,950.95 88 1150/30 мин1150/30 min 0,370.37 2,832.83 4four 1150/30 мин1150/30 min 0,300.30 2,712.71

Сравнение свойств исследуемых сплавов 1-4 приведено в таблице 6. В этой таблице сплавам присвоены оценки, изменяющиеся от 1 до 4, где 1 - это самая низкая оценка, а 4 - самая высокая оценка.A comparison of the properties of the studied alloys 1–4 is given in Table 6. In this table, the grades are assigned grades ranging from 1 to 4, where 1 is the lowest grade and 4 is the highest grade.

Таблица 6
Сравнение свойств исследуемых сплавов
Table 6
Comparison of the properties of the studied alloys
Сталь №Steel No. 1one 22 33 4four ПрокаливаемостьHardenability 22 4four 33 1one Стабильность размеров при тепловой обработкеDimensional stability during heat treatment 22 4four 33 1one Твердость после высокотемпературной закалкиHardness after high temperature hardening 4four 4four 4four 4* 4 * Пластичность/ударная вязкостьDuctility / impact strength 22 4four 33 1one Стойкость к износуWear resistance 22 22 22 4four Усталостный ресурсFatigue Resource 4four 4four 4four 22 Прочность при сжатииCompressive strength 4four 4four 4four 4four ШлифуемостьGrindability 4four 4four 4four 22 ОбрабатываемостьMachinability 4four 33 4four 22 Обрабатываемость электроискровым воздействиемSpark machinability 4four 4four 4four 4four ПолируемостьPolishability 4four 4four 4four 33 Экономия при производствеProduction Savings 33 4four 4four * - однако только после закалки от высокой температуры * - however, only after quenching from high temperature

Из таблицы 6 следует, что сталь №2 имеет лучшее сочетание свойств по сравнению с прочими исследованными и оцененными материалами. В частности, эта сталь является более хорошей с точки зрения важнейших свойств изделия. Возможно, более низкое содержание МС-карбидов неблагоприятно для стали 2, поскольку это может снижать сопротивление росту зерна. Таким образом, опыт проведения испытаний показал, что содержание ванадия следует увеличивать от номинальных 0,40 до 0,50%, чтобы повысить способность противостояния росту зерен при тепловой обработке. Эксперименты также показывают, что в отношении ударной вязкости стали для содержания ванадия существует узкий диапазон, при котором обеспечивается требуемое сопротивление росту зерен, не приводя при этом к слишком высокому содержанию карбидов, а также что для обеспечения твердости 60-62 по шкале С Роквелла после тепловой обработки содержание углерода следует повышать номинально до 0,72% и поддерживать при этом значении в пределах достаточно узкого интервала. Содержание Р, S, N и О следует поддерживать на очень низком уровне, чтобы оптимизировать пластичность и ударную вязкость. Прочие карбидо- и нитридообразующие элементы, такие как Ti, Zr и Mb, следует предпочтительно ограничивать максимум 0,005%. В соответствии с этим условием сталь для холодной обработки согласно изобретению должна иметь номинальный состав, приведенный в таблице 7.From table 6 it follows that steel No. 2 has a better combination of properties compared with other investigated and evaluated materials. In particular, this steel is better in terms of the most important properties of the product. Possibly, a lower content of MS carbides is unfavorable for steel 2, since this can reduce the resistance to grain growth. Thus, the experience of testing showed that the content of vanadium should be increased from the nominal 0.40 to 0.50% in order to increase the ability to withstand grain growth during heat treatment. The experiments also show that with respect to the toughness of steel for vanadium content, there is a narrow range in which the required resistance to grain growth is provided without leading to a too high carbide content, and also to provide Rockwell hardness 60-62 on the Rockwell C scale after thermal carbon content should be increased nominally to 0.72% and maintained at this value within a fairly narrow range. The content of P, S, N and O should be kept very low in order to optimize ductility and toughness. Other carbide and nitride forming elements, such as Ti, Zr and Mb, should preferably be limited to a maximum of 0.005%. In accordance with this condition, the steel for cold working according to the invention must have a nominal composition shown in table 7.

Таблица 7
Номинальный состав (% масс.) стали по изобретению, т.е. стали №9, и количество растворенного углерода и количество карбидов (% об.) при 1050°С.
Table 7
The nominal composition (% wt.) Of the steel of the invention, i.e. steel No. 9, and the amount of dissolved carbon and the amount of carbides (% vol.) at 1050 ° C.
СFROM SiSi MnMn РR SS CrCr МоMo VV NN ОABOUT СFROM ** МСMS ** 0,720.72 0,200.20 0,500.50 ≤0,010≤0.010 0,00100.0010 5,05,0 2,302,30 0,500.50 0,0100.010 0,00100.0010 0,670.67 0,60.6 Остаток составляют железо и неизбежные примеси.The remainder is iron and inevitable impurities. * Рассчитано теоретически при равновесии согласно методике термодинамических расчетов (Thermo-Calc method). * Calculated theoretically at equilibrium according to the method of thermodynamic calculations (Thermo-Calc method).

Эксперименты в промышленном масштабеIndustrial scale experiments

65-тонную промышленную плавку проводили в электрической дуговой печи, при этом целевой состав плавки соответствовал стали №9 согласно таблице 7. Из расплавленного металла изготовили ряд слитков, и эти слитки ковали в пруток разного размера, включая пруток диаметром 330 мм и 254 мм соответственно из сталей №10 и №11 по таблице 8. В той же таблице приведен химический состав материала сравнения - стали №12. Этот материал имел форму кованого прутка диаметром 330 мм. В таблице 8 примесями являются не только сера и фосфор. В качестве примесей имеются некоторые количества вольфрама, кобальта, титана, ниобия, меди, алюминия, азота и кислорода. Прочие примеси не указаны, так как их количество находится ниже допустимого уровня. Остаток составляет железо.65-ton industrial smelting was carried out in an electric arc furnace, and the target composition of the smelting corresponded to steel No. 9 according to table 7. A number of ingots were made from molten metal, and these ingots were forged into bars of various sizes, including bars with a diameter of 330 mm and 254 mm, respectively steels No. 10 and No. 11 in table 8. The same table shows the chemical composition of the comparison material - steel No. 12. This material was in the form of a forged bar with a diameter of 330 mm. In table 8, not only sulfur and phosphorus are impurities. As impurities, there are some amounts of tungsten, cobalt, titanium, niobium, copper, aluminum, nitrogen and oxygen. Other impurities are not indicated, since their amount is below the permissible level. The remainder is iron.

Испытуемые стержни были отобраны из изготовленных прутков. На Фиг.7 показана микроструктура стали, где образец отобран из центральной части прутка, изготовленного из стали №11. Образец подвергли закалке аустенизацией при условиях 1025°С/30 мин, охладили на воздухе и затем подвергли отжигу при 525°С/2×2 ч. Из чертежа следует, что сталь имела равномерную микроструктуру, состоящую из мартенсита отпуска без первичных карбидов.Test rods were selected from manufactured rods. Figure 7 shows the microstructure of steel, where a sample is taken from the central part of a bar made of steel No. 11. The sample was quenched by austenization at 1025 ° С / 30 min, cooled in air, and then annealed at 525 ° С / 2 × 2 h. It follows from the drawing that the steel had a uniform microstructure consisting of tempering martensite without primary carbides.

Пластичность исследовали посредством ударного испытания, осуществляемого на ненадрезанных образцах, отобранных соответственно из наиболее критических мест прутков и в наиболее критических направлениях. Испытуемые стержни из стали №10 и №11 закаливали до твердости соответственно 61,0 и 60,5 по шкале С Роквелла (твердость по Роквеллу) посредством аустенизации при 1025°С/30 мин, охлаждения на воздухе и последующего отжига при 525°С/2×2 ч. Образцы из стали №12 закаливали до твердости 60,2 по шкале С Роквелла посредством аустенизации при 1050°С/30 мин, охлаждения на воздухе и последующего отжига при 550°С/2×2 ч. Поглощенные энергии удара приведены на гистограмме Фиг.6. Используемые на диаграмме обозначения ИС1 и ИС2 означают:The ductility was investigated by means of an impact test carried out on non-notched samples taken respectively from the most critical locations of the rods and in the most critical directions. The test rods of steel No. 10 and No. 11 were quenched to a hardness of 61.0 and 60.5, respectively, on the Rockwell scale C (Rockwell hardness) by austenization at 1025 ° C / 30 min, cooling in air and subsequent annealing at 525 ° C / 2 × 2 h. Samples of steel No. 12 were quenched to a hardness of 60.2 on the Rockwell scale C by austenization at 1050 ° C / 30 min, cooling in air and subsequent annealing at 550 ° C / 2 × 2 h. Absorbed impact energies are given on the histogram of Fig.6. The designations used in the diagram are ИС1 and ИС2 mean:

ИС1 - это обозначение исследуемого стержня, полученного из круглого прутка путем отбора с поверхности прутка в продольном его направлении, и при направлении ударного воздействия в торцевом направлении (square direction) прутка (условия, следующие за наиболее неблагоприятными);IS1 is the designation of the test rod obtained from a round bar by selecting from the surface of the bar in its longitudinal direction, and with the direction of impact in the end direction (square direction) of the bar (conditions following the most unfavorable);

ИС2 - это обозначение исследуемого стержня, полученного из круглого прутка и взятого из центра прутка, при этом прочие условия соответствуют ИС1 (самые неблагоприятные условия).IS2 is the designation of the test rod obtained from a round bar and taken from the center of the bar, while other conditions correspond to IS1 (the most unfavorable conditions).

Из Фиг.6 следует, что сталь по изобретению обладает значительно более высокой пластичностью по сравнению с материалом сравнения в случае равенства или даже незначительного превосходства значений твердости у сталей по изобретению и у материала сравнения; при этом результаты были получены посредством сравнения ударных испытаний, произведенных на ненадрезанных образцах, закаленных и подвергнутых отпуску, и изготовленных из сталей, произведенных в промышленном масштабе.From Fig.6 it follows that the steel according to the invention has a significantly higher ductility compared with the comparison material in case of equality or even slight superiority of hardness values for the steels according to the invention and the comparison material; however, the results were obtained by comparing the impact tests performed on uncut specimens, hardened and tempered, and made of steel produced on an industrial scale.

Claims (33)

1. Сталь для холодной обработки, по существу, не содержащая первичных карбидов и обладающая после закалки и высокотемпературного отпуска при 500-600°С твердостью от 57 до 63 по шкале С Роквелла следующего химического состава, мас.%:1. Steel for cold working, essentially not containing primary carbides and having after quenching and high temperature tempering at 500-600 ° C hardness from 57 to 63 on the Rockwell scale C of the following chemical composition, wt.%: 0,60-0,85 С0.60-0.85 C от следовых количеств до 0,3 (Si+Al)from trace amounts to 0.3 (Si + Al) 0,1-2,0 Mn0.1-2.0 Mn 4,5-5,5 Cr4,5-5,5 Cr 1,5-2,6 Мо, максимум 1,0 W1.5-2.6 Mo, maximum 1.0 W 0,42-0,65 V0.42-0.65 V максимум 0,1 каждого из Nb, Ti и Zrmaximum 0.1 of each of Nb, Ti and Zr максимум 2,0 Соmaximum 2.0 Co железо и неизбежные примеси - остальное.iron and unavoidable impurities are the rest. 2. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере 0,63 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 0,68 мас.% С.2. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains at least 0.63 wt.%, Preferably at least 0.68 wt.% C. 3. Сталь для холодной обработки по п.2, отличающаяся тем, что она содержит максимум 0,8 мас.%, предпочтительно максимум 0,78 мас.% С.3. Steel for cold working according to claim 2, characterized in that it contains a maximum of 0.8 wt.%, Preferably a maximum of 0.78 wt.% C. 4. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит максимум 0,6 мас.%, предпочтительно максимум 0,55 мас.% V.4. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains a maximum of 0.6 wt.%, Preferably a maximum of 0.55 wt.% V. 5. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит приблизительно 0,72 мас.% С и приблизительно 0,50 мас.% V.5. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains approximately 0.72 wt.% C and approximately 0.50 wt.% V. 6. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере 0,05 мас.% Si.6. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains at least 0.05 wt.% Si. 7. Сталь для холодной обработки по п.6, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере 0,1 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 0,2 мас.% Si.7. Steel for cold working according to claim 6, characterized in that it contains at least 0.1 wt.%, Preferably at least 0.2 wt.% Si. 8. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит максимум 0,1 мас.% и предпочтительно максимум 0,03 мас.% Al.8. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains a maximum of 0.1 wt.% And preferably a maximum of 0.03 wt.% Al. 9. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере 1,8 мас.% Мо.9. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains at least 1.8 wt.% Mo. 10. Сталь для холодной обработки по п.9, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере 2,1 мас.% Мо.10. Steel for cold working according to claim 9, characterized in that it contains at least 2.1 wt.% Mo. 11. Сталь для холодной обработки по п.9, отличающаяся тем, что она содержит максимум 0,3 мас.%, предпочтительно максимум 0,1 мас.% W.11. Steel for cold working according to claim 9, characterized in that it contains a maximum of 0.3 wt.%, Preferably a maximum of 0.1 wt.% W. 12. Сталь для холодной обработки по п.11, отличающаяся тем, что содержащееся в ней количество вольфрама не превышает примесный уровень.12. Steel for cold working according to claim 11, characterized in that the amount of tungsten contained therein does not exceed an impurity level. 13. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит максимум 0,7 мас.% Со.13. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains a maximum of 0.7 wt.% Co. 14. Сталь для холодной обработки по п.13, отличающаяся тем, что содержащееся в ней количество кобальта не превышает примесный уровень.14. Steel for cold working according to item 13, wherein the amount of cobalt contained therein does not exceed the impurity level. 15. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что содержание в ней каждого из таких элементов как титан, цирконий и ниобий не превышает 0,1 мас.%.15. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that the content in it of each of such elements as titanium, zirconium and niobium does not exceed 0.1 wt.%. 16. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит максимум 2,0 мас.% Ni.16. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it further comprises a maximum of 2.0 wt.% Ni. 17. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит максимум 1,0 мас.% Ni.17. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it further comprises a maximum of 1.0 wt.% Ni. 18. Сталь для холодной обработки по п.17, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит максимум 0,7 мас.% Ni.18. Steel for cold working according to 17, characterized in that it further comprises a maximum of 0.7 wt.% Ni. 19. Сталь для холодной обработки по п.18, отличающаяся тем, что содержащееся в ней количество никеля не превышает примесный уровень.19. Steel for cold working according to claim 18, characterized in that the amount of nickel contained therein does not exceed an impurity level. 20. Сталь для холодной обработки по п.15, отличающаяся тем, что содержание в ней каждого из таких элементов как титан, цирконий и ниобий не превышает 0,03 мас.%.20. Steel for cold working according to clause 15, characterized in that the content in it of each of such elements as titanium, zirconium and niobium does not exceed 0.03 wt.%. 21. Сталь для холодной обработки по п.20, отличающаяся тем, что содержание в ней каждого из таких элементов как титан, цирконий и ниобий не превышает 0,01 мас.%, предпочтительно не превышает 0,005 мас.%.21. Steel for cold working according to claim 20, characterized in that the content in each of such elements as titanium, zirconium and niobium does not exceed 0.01 wt.%, Preferably does not exceed 0.005 wt.%. 22. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит максимум 0,035 мас.%, предпочтительно максимум 0,015 мас.%, и более предпочтительно максимум 0,010 мас.% Р.22. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains a maximum of 0.035 wt.%, Preferably a maximum of 0.015 wt.%, And more preferably a maximum of 0.010 wt.% R. 23. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит максимум 20, предпочтительно максимум 10 млн.ч. О.23. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains a maximum of 20, preferably a maximum of 10 million hours ABOUT. 24. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит максимум 0,03 мас.%, предпочтительно максимум 0,015 мас.% и более предпочтительно максимум 0,010 мас.% N.24. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains a maximum of 0.03 wt.%, Preferably a maximum of 0.015 wt.% And more preferably a maximum of 0.010 wt.% N. 25. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит максимум 0,03 мас.%, предпочтительно максимум 0,01 мас.% и более предпочтительно максимум 30 млн.ч. S.25. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains a maximum of 0.03 wt.%, Preferably a maximum of 0.01 wt.% And more preferably a maximum of 30 million hours S. 26. Сталь для холодной обработки по п.1, отличающаяся тем, что она содержит от 0,10 до 0,3 мас.% S.26. Steel for cold working according to claim 1, characterized in that it contains from 0.10 to 0.3 wt.% S. 27. Сталь для холодной обработки по п.26, отличающаяся тем, что она содержит от 5 до 75 млн.ч. Са и от 50 до 100 млн.ч. О, предпочтительно от 5 до 50 млн.ч. Са и предпочтительно от 60 до 90 млн.ч. О.27. Steel for cold working according to p. 26, characterized in that it contains from 5 to 75 million hours Ca and from 50 to 100 million hours About, preferably from 5 to 50 million hours Ca and preferably from 60 to 90 million hours ABOUT. 28. Сталь для холодной обработки по любому из пп.1-27, отличающаяся тем, что после закалки и высокотемпературного отпуска при 500-600°С, предпочтительно при 520-560°С, ее твердость составляет от 57 до 63 по шкале С Роквелла, предпочтительно от 60 до 62 по шкале С Роквелла.28. Steel for cold working according to any one of claims 1 to 27, characterized in that after quenching and high-temperature tempering at 500-600 ° C, preferably at 520-560 ° C, its hardness is from 57 to 63 on the Rockwell scale C preferably 60 to 62 on the Rockwell C scale. 29. Сталь для холодной обработки по п.28, отличающаяся тем, что после закалки и высокотемпературного отпуска при 500-600°С, ее твердость составляет от 57 до 63 по шкале С Роквелла, предпочтительно от 60 до 62 по шкале С Роквелла.29. Steel for cold working according to p. 28, characterized in that after quenching and high temperature tempering at 500-600 ° C, its hardness is from 57 to 63 on the Rockwell scale C, preferably from 60 to 62 on the Rockwell scale C. 30. Инструмент для холодной обработки, изготовленный из стали для холодной обработки по любому из пп.1-29.30. A tool for cold working made of steel for cold working according to any one of claims 1 to 29. 31. Инструмент для холодной обработки по п.30, отличающийся тем, что после закалки и высокотемпературного отпуска при 500-600°С, предпочтительно при 520-560°С, его твердость составляет от 57 до 63 по шкале С Роквелла, предпочтительно от 60 до 62 по шкале С Роквелла.31. The tool for cold working according to claim 30, characterized in that after quenching and high temperature tempering at 500-600 ° C, preferably at 520-560 ° C, its hardness is from 57 to 63 on the Rockwell scale C, preferably from 60 up to 62 on the Rockwell C scale. Приоритет по пунктам:Priority on points: 13.06.2002 по пп.1-15, 20-29;06/13/2002 according to claims 1-15, 20-29; 29.01.2003 по пп.16-19, 30-31.01/29/2003 according to claims 16-19, 30-31.
RU2004134332/02A 2002-06-13 2003-06-06 Steel and tools for cold metalworking RU2322531C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0201799-4 2002-06-13
SE0201799A SE522475C2 (en) 2002-06-13 2002-06-13 Cold work steel for use in manufacturing e.g. cold forging tool, comprises carbon, silicon-aluminum, manganese, chromium, molybdenum-tungsten, vanadium, niobium, titanium, zirconium, cobalt, nickel, and iron and impurities
SE0300200A SE0300200D0 (en) 2002-06-05 2003-01-29 Cold working steel and cold working tools
SE0300200-3 2003-01-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004134332A RU2004134332A (en) 2005-07-27
RU2322531C2 true RU2322531C2 (en) 2008-04-20

Family

ID=29738559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004134332/02A RU2322531C2 (en) 2002-06-13 2003-06-06 Steel and tools for cold metalworking

Country Status (14)

Country Link
US (2) US8900382B2 (en)
EP (1) EP1511873B1 (en)
JP (1) JP4805574B2 (en)
KR (3) KR101360922B1 (en)
CN (1) CN100343409C (en)
AT (1) ATE518969T1 (en)
AU (1) AU2003241253C1 (en)
BR (1) BR0311757B1 (en)
CA (1) CA2488793C (en)
PL (1) PL200146B1 (en)
RU (1) RU2322531C2 (en)
SI (1) SI1511873T1 (en)
TW (1) TWI315348B (en)
WO (1) WO2003106728A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536574C2 (en) * 2009-10-12 2014-12-27 Снекма Blending of martensite stainless steel and esr

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8900382B2 (en) * 2002-06-13 2014-12-02 Uddeholm Tooling Aktiebolag Hot worked steel and tool made therewith
CN100357477C (en) * 2005-07-06 2007-12-26 燕山大学 Super bainite abrasion-resistant steel and its manuafcturing process
SE528991C2 (en) 2005-08-24 2007-04-03 Uddeholm Tooling Ab Steel alloy and tools or components made of the steel alloy
SE0600841L (en) * 2006-04-13 2007-10-14 Uddeholm Tooling Ab Cold Work
AT504331B8 (en) * 2006-10-27 2008-09-15 Boehler Edelstahl STEEL ALLOY FOR TORQUE TOOLS
JP5317552B2 (en) * 2008-06-26 2013-10-16 オーエスジー株式会社 Rolling dies
IT1401998B1 (en) * 2010-09-30 2013-08-28 Danieli Off Mecc CUTTING SHEET OF LAMINATED PRODUCTS AND ITS PRODUCTION PROCESS
JP5672466B2 (en) * 2011-02-21 2015-02-18 日立金属株式会社 Cold work tool steel with excellent machinability
JP6083014B2 (en) * 2012-04-02 2017-02-22 山陽特殊製鋼株式会社 High strength matrix high speed
CN105579604A (en) 2013-09-27 2016-05-11 日立金属株式会社 High-speed-tool steel and method for producing same
CN103741061B (en) * 2013-12-19 2016-01-27 马鞍山市方圆材料工程有限公司 A kind of roll high-fracture toughness alloy steel material and preparation method thereof
JP6654328B2 (en) * 2015-05-14 2020-02-26 山陽特殊製鋼株式会社 High hardness and high toughness cold tool steel
CN104878301B (en) * 2015-05-15 2017-05-03 河冶科技股份有限公司 Spray forming high-speed steel
CN104894483B (en) * 2015-05-15 2018-07-31 安泰科技股份有限公司 Powder metallurgy wear resistant tools steel
CN106566983B (en) * 2016-10-28 2017-11-07 吉林省维尔特隧道装备有限公司 High-performance flange-type hob Disc Cutter Ring Material and its production technology
CN107326296A (en) * 2017-07-10 2017-11-07 合肥雄川机械销售有限公司 A kind of preparation method of seed-furrow opener
KR101986187B1 (en) * 2017-11-08 2019-06-05 한국기계연구원 Cast steel
KR102072606B1 (en) * 2018-10-02 2020-02-03 한국생산기술연구원 Super high strength tool steel strip with high impact toughness and preparing method thereof
CN109468535A (en) * 2018-12-25 2019-03-15 金湖蒂斯特五金制品有限公司 A kind of cold work die steel and its preparation process
JP2020111766A (en) * 2019-01-08 2020-07-27 山陽特殊製鋼株式会社 Cold tool steel
CN110373605B (en) * 2019-06-20 2021-05-14 浙江精瑞工模具有限公司 High-toughness alloy steel and smelting method thereof
CN113737106B (en) * 2020-05-29 2022-11-15 宝山钢铁股份有限公司 Die steel for 1500MPa hot stamping part cold trimming punching cutter and preparation method thereof
CN114974916B (en) * 2022-07-04 2024-01-30 桂林电子科技大学 Fibrous MXene-loaded NiCoS composite material and preparation method and application thereof

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS162846B1 (en) 1973-03-14 1975-07-15
JPS5422770B2 (en) 1974-01-30 1979-08-09
JPS5235117A (en) 1975-08-25 1977-03-17 Daido Steel Co Ltd High tensile tool steel of high hardness
JPS5585658A (en) * 1978-12-25 1980-06-27 Daido Steel Co Ltd Free cutting steel
US4294613A (en) * 1979-07-03 1981-10-13 Henrik Giflo Acid resistant, high-strength steel suitable for polishing
JPS57161051A (en) 1981-03-31 1982-10-04 Daido Steel Co Ltd Steel for plastic mold
JPS58117863A (en) * 1981-12-02 1983-07-13 Hitachi Metals Ltd High speed tool steel with high wear resistance and toughness
JPS59179762A (en) * 1983-03-30 1984-10-12 Daido Steel Co Ltd Cold tool steel
JPH0765141B2 (en) * 1985-09-18 1995-07-12 日立金属株式会社 Tool steel for hot working
JPS6411945A (en) 1987-07-03 1989-01-17 Daido Steel Co Ltd Cold tool steel
SE459421B (en) * 1987-10-28 1989-07-03 Uddeholm Tooling Ab APPLICATION OF A TOOL STEEL FOR CARBON PLATE PRESSURE TOOL
JPH02277745A (en) 1989-01-20 1990-11-14 Hitachi Metals Ltd High hardness and high toughness cold tool steel
US5458703A (en) * 1991-06-22 1995-10-17 Nippon Koshuha Steel Co., Ltd. Tool steel production method
JP2683861B2 (en) 1993-08-24 1997-12-03 住友金属工業株式会社 Hot pipe making tool and method of manufacturing the same
SE502969C2 (en) * 1994-02-17 1996-03-04 Uddeholm Steel Strip Use of a steel alloy as material for coating scrapers in the form of cold rolled strips
JPH07316739A (en) 1994-05-20 1995-12-05 Daido Steel Co Ltd Cold tool steel
JP3027927B2 (en) 1995-04-25 2000-04-04 住友金属工業株式会社 Wear resistant tough steel
JP3603427B2 (en) * 1995-10-31 2004-12-22 愛知製鋼株式会社 Manufacturing method of cold tool steel with extremely small dimensional change after heat treatment
JPH10273756A (en) 1997-03-31 1998-10-13 Daido Steel Co Ltd Cold tool made of casting, and its production
JP3833379B2 (en) * 1997-12-17 2006-10-11 山陽特殊製鋼株式会社 Cold work tool steel with excellent machinability
JP3455407B2 (en) 1998-01-06 2003-10-14 山陽特殊製鋼株式会社 Cold tool steel
JP3499425B2 (en) * 1998-02-02 2004-02-23 山陽特殊製鋼株式会社 Manufacturing method of cold tool steel
ATE206485T1 (en) * 1998-01-06 2001-10-15 Sanyo Special Steel Co Ltd THE PRODUCTION OF COLD WORK TOOL STEEL
JP3846008B2 (en) * 1998-01-30 2006-11-15 大同特殊鋼株式会社 Cold tool steel with excellent toughness and wear resistance and manufacturing method thereof
CN1092243C (en) * 1999-01-26 2002-10-09 尹道乐 Economic high speed steel
SE518023C2 (en) * 2000-12-11 2002-08-20 Uddeholm Tooling Ab Steel for plastic forming tools and details of steel for plastic forming tools
JP3558600B2 (en) * 2001-02-09 2004-08-25 日本高周波鋼業株式会社 Low alloy tool steel with excellent machinability after tempering
US8900382B2 (en) * 2002-06-13 2014-12-02 Uddeholm Tooling Aktiebolag Hot worked steel and tool made therewith

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536574C2 (en) * 2009-10-12 2014-12-27 Снекма Blending of martensite stainless steel and esr

Also Published As

Publication number Publication date
CN1659299A (en) 2005-08-24
KR20120104444A (en) 2012-09-20
PL200146B1 (en) 2008-12-31
BR0311757B1 (en) 2011-12-27
CA2488793C (en) 2016-01-26
TW200413547A (en) 2004-08-01
CA2488793A1 (en) 2003-12-24
JP2005530041A (en) 2005-10-06
AU2003241253C1 (en) 2009-05-14
TWI315348B (en) 2009-10-01
CN100343409C (en) 2007-10-17
ATE518969T1 (en) 2011-08-15
PL372555A1 (en) 2005-07-25
KR20050007597A (en) 2005-01-19
SI1511873T1 (en) 2011-12-30
RU2004134332A (en) 2005-07-27
KR20110042131A (en) 2011-04-22
WO2003106728A1 (en) 2003-12-24
US8900382B2 (en) 2014-12-02
JP4805574B2 (en) 2011-11-02
AU2003241253B2 (en) 2008-10-09
AU2003241253A1 (en) 2003-12-31
US20050155674A1 (en) 2005-07-21
KR101360922B1 (en) 2014-02-11
BR0311757A (en) 2005-03-15
EP1511873B1 (en) 2011-08-03
EP1511873A1 (en) 2005-03-09
US20150068647A1 (en) 2015-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2322531C2 (en) Steel and tools for cold metalworking
JP4337268B2 (en) High hardness martensitic stainless steel with excellent corrosion resistance
KR100373169B1 (en) Powder metallurgy cold oral with high impact toughness and abrasion resistance and manufacturing method
JP6366326B2 (en) High toughness hot work tool steel and manufacturing method thereof
RU2324760C2 (en) Steel and forming tools for plastic materials made of it
JP2794641B2 (en) Cold-worked steel with high compressive strength
CA2405278C (en) Hot-working steel article
JP2004503677A (en) Steel alloys, plastic forming tools and tough hardened blanks for plastic forming tools
KR20020080262A (en) Pm-high speed steel having high elevated-temperature strength
CA2686071C (en) Hot-forming steel alloy
US5207843A (en) Chromium hot work steel
JP4299744B2 (en) Hot rolled wire rod for cold forging and method for producing the same
JPH09324219A (en) Production of high strength spring excellent in hydrogen embrittlement resistance
JP4030872B2 (en) Steel alloys for plastic molding tools, holders and holder parts, and tough-quenched blanks for holders and holder parts
JPH1192881A (en) Ferritic heat resistant steel having lath martensitic structure and its production
JP2005187900A (en) Cold tool steel having excellent surface treatability, component for die, and die
JP3721723B2 (en) Machine structural steel with excellent machinability, cold forgeability and hardenability
JP5976581B2 (en) Steel material for bearings and bearing parts with excellent rolling fatigue characteristics
JPH07116550B2 (en) Low alloy high speed tool steel and manufacturing method thereof
JP3552286B2 (en) Manufacturing method of machine structural steel having excellent machinability, cold forgeability and fatigue strength after quenching and tempering, and a method of manufacturing the member
JP3713805B2 (en) Induction hardening steel with excellent cold forgeability and its manufacturing method
JPH05163551A (en) Powder high-speed tool steel
JPH11335773A (en) Bearing steel excellent in cold workability
JPH0892633A (en) Production of high strength and high toughness steel
JPH02125845A (en) High-speed tool steel

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner